Simulación de Buck Converter en OrCAD Capture Lite

Tengo este circuito convertidor de dinero realmente simple, pero estoy obteniendo resultados realmente divertidos.

Esquema del convertidor reductor

Resultados de la simulación

Probé diferentes voltajes de entrada (12-650 V), no importa lo que ponga, no afecta la salida. La amplitud del voltaje de salida cambia con el cambio en la amplitud del voltaje PWM. Cambiar el ciclo de trabajo tampoco cambia la amplitud de Vout. También probé diferentes MOSFET que también incluían SiC, IGBT, etc.

He estado atascado en esto durante unos días, cualquier ayuda sería muy apreciada. Gracias.

Algunas ediciones después de todos los comentarios útiles. Estoy usando el circuito Boostrap como sugirió @hacktastical. Este es mi circuito ahora.ingrese la descripción de la imagen aquí

El único problema es que obtengo una ondulación de 0,6 V, ¿hay algún consejo para reducirla a 0,1 V?ingrese la descripción de la imagen aquí

No puede usar un FET de canal N como un interruptor lateral alto como ese. Necesita un FET de canal P o algún sistema de arranque para el canal N.
A su pregunta también le faltan todos los detalles importantes de los componentes y las especificaciones de diseño.
@ Sin importancia, podemos usar ambos para un convertidor Buck. Los libros de texto pueden mostrar el canal P porque es más simple, los fabricantes usan el canal N porque es más barato.
@ TonyStewartEE75 Creo que tengo todas las especificaciones importantes en mi esquema. Y las especificaciones de diseño están bien, solo quiero aprender. Hazme saber si hay algo específico que quieras.
Si lee y comprende cualquier herramienta de simulación de conversión de potencia, aprenderá la importancia de ESR para tapas, DCR para bobinas, Ron para FET y diodos y, en última instancia, Q de la relación de reactancia en serie para amortiguar la resonancia o la inestabilidad durante un inicio de carga escalonada o cambiar. Esto afecta en gran medida la potencia de arranque a la relación de potencia de carga y excede el voltaje.
@Saagar No, ahora tienes un seguidor fuente.
V1 debe ser > Vout + 2.5 Vt pero no exceder 15v + Vt en un seguidor. Esto no funcionará. [Editado por un moderador]
Todos - Por favor mantenga las cosas civilizadas y recuerde el Código de Conducta . Se permite el desacuerdo técnico cortés . Sin embargo, no publique nada que pueda parecer personal, incluso cuando se aplica al contenido y no a la persona. Se han eliminado uno o más comentarios. Gracias.

Respuestas (3)

Para usar un n-FET en el lado alto, deberá llevar el voltaje de la puerta por encima del voltaje del nodo del interruptor para encender el FET. Tenga en cuenta que el nodo del interruptor normalmente oscila entre GND y Vin, por lo que debe tener al menos un umbral de Vin + Vgs en la puerta para realizar el trabajo.

La forma típica de hacerlo es usar un circuito boostrap para desarrollar este voltaje superior al máximo. A continuación se muestra un DCDC que usa un bootstrap ( simularlo aquí )

ingrese la descripción de la imagen aquí

La traza del osciloscopio de la izquierda es el controlador de compuerta para el n-FET. Notarás que oscila entre 0 y 2x Vin (24V en el caso). Esto asegura que el FET se encienda por completo con una resistencia de fuente de drenaje mínima.

muchas gracias, @hacktastical, utilicé el circuito de arranque como sugeriste. Intentaré agregar el circuito en la pregunta. Ahora puedo convertir los 400 V a 8 V, lo único es que mi ondulación es de 5 V, podría estar usando las ecuaciones incorrectas. ¿Existen diferentes ecuaciones para calcular los valores del inductor y del capacitor para HV?
El desafío con una relación de escalonamiento tan alta es que el tiempo mínimo para el cambio del lado alto será muy corto. Sugiera usar 2 o 3 etapas para reducirlo.
Dicho esto, un paso por debajo de 600 V se lograría mejor utilizando una topología basada en flyback (transformador).
También debe considerar limitar los Vg máximos a un valor seguro.

Tiene M1 conectado como seguidor de fuente: -

ingrese la descripción de la imagen aquí

Esto significa que el voltaje de la fuente no se ve afectado en gran medida por el voltaje de entrada del drenaje y esto es lo que ve. Intente usar un MOSFET de canal P en su lugar o use un voltaje de accionamiento de fuente de puerta que pueda operar M1 como un transistor de conmutación adecuado.

"Intente usar un MOSFET de canal P en su lugar o use un voltaje de accionamiento de fuente de puerta que pueda operar M1 como un transistor de conmutación adecuado". El P-FET también necesitaría un "accionamiento de fuente de puerta".

Si está tratando de manejar un MOSFET que cambia a 600 V, le recomiendo usar una unidad de compuerta aislada. Podría usar un controlador de arranque como sugirió @hacktastical, pero probablemente tenga más sentido usar una unidad de puerta aislada, algo como esto:

ingrese la descripción de la imagen aquí

He simulado este circuito en cada circuito. Puedes echarle un vistazo.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Y aquí hay una aplicación del circuito de accionamiento de puerta aislada en un inversor de medio puente :

ingrese la descripción de la imagen aquí

gracias @Prathik Prashanth, definitivamente lo intentaré.
Simulación de Buck Converter en OrCAD Capture Lite
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 1v